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FPGA的特點是什么?什么是FPGA芯片?

來源:迪族網(wǎng)時間:2023-05-17 09:19:52

FPGA的特點是什么?

首先一大特點就是靈活性,F(xiàn)PGA 就像上文所說的 “白紙”一樣,可以通過 “刷代碼”的方式改變用途和功能。

對于數(shù)據(jù)中心來說,很多機器是面向不同客戶出租的,因此硬件的用途經(jīng)常會發(fā)生改變。而這時如果用 FPGA 作為加速卡就會非常方便了,設(shè)備用途改變的同時,F(xiàn)PGA 這邊也同步進行改變就可以了。

特別是對于人工智能領(lǐng)域的優(yōu)勢更為明顯,比如現(xiàn)在流行一種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),沒準過一段時間另一種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)又變得熱門了,而且算法也會隨之時間不斷更新。這種情況下可能就需要不斷更換硬件 , 最大限度的去貼合算法需求。而 FPGA 就方便很多了,需要進行調(diào)整的時候重新刷入就可以了,在節(jié)約時間的同時也減少了成本。

FPGA 除了靈活性以外,另外一大特點就是并行了。如何理解并行呢?

比如我們在周末要做家務(wù)的時候,用洗衣機洗衣服 15 分鐘,洗菜 5 分鐘,做飯 20 分鐘。那么一共需要多少時間呢?如果順序進行這些家務(wù)的話,那就需要 40 分鐘。但是我們可以發(fā)現(xiàn),在洗衣機洗衣服的時候我們是可以同時干其它家務(wù)的,這樣一來我們只需要 25 分鐘就可以做完這些家務(wù)了。

由此可見,并行可以大大提高效率,也正是因為這樣,F(xiàn)PGA 可以幫助 CPU 加速計算。

但值得說明的是,不是所有任務(wù)都適合并行。比如我們必須在洗完菜之后才能做飯,這兩個任務(wù)就不能并行完成。因此 FPGA 的加速往往是針對一種或者一類任務(wù),并不會像 CPU 那樣解決所有問題。

什么是 FPGA 芯片?

提起 5G 大家很容易想到華為,在華為等的 5G 基站中有一類芯片,它的存在感不是很強,但它的作用很大,它就是 FPGA 芯片。

如果我們想快速了解一款芯片,最簡單的方法就是調(diào)查它功能和用途,但這個方法對于 FPGA 來說并不適用。

如果你真的去查 FPGA 的應(yīng)用場景,你會得到一個很長的名單,比如:通信網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)、信息安全、數(shù)據(jù)中心、人工智能、衛(wèi)星導(dǎo)航、醫(yī)療器械、圖像處理、視頻編碼、云計算、軍工等等。

可能有些人查到一半就開始懵了,F(xiàn)PGA 芯片的應(yīng)用范圍跨越了太多行業(yè)。那么 FPGA 芯片到底是什么呢?

答:是白紙。

如果我們把其它各種專用芯片比作不同風格的畫作,那么 FPGA 芯片就是白紙。我們可以在白紙上畫出各種不同風格的畫作,這就是 FPGA。

假如你是一塊 FPGA 開發(fā)板,你在大學(xué)實驗室里的一天可能是這樣度過的:

清晨,一批大二學(xué)生進入了實驗室。他們?yōu)榱送瓿勺蛱焱砩衔赐瓿傻捻椖?,開始急匆匆的調(diào)整著相關(guān)的硬件。最終,他們完成了,F(xiàn)PGA 開發(fā)板變成了音樂播放器。

中午,一幫大三學(xué)生趕到了實驗室,他們要參加省里的智能小車比賽。還是這塊 FPGA 開發(fā)板,這回被他們借去測試智能小車的代碼。

下午,一個大四的學(xué)生來到了實驗室,還是借這塊 FPGA 開發(fā)板。不過他是用來做畢業(yè)設(shè)計的,他要做一個電梯的控制模塊。

就這樣,一天過去了。同樣一塊 FPGA 開發(fā)板,上午它是音樂播放器,中午它是智能小車,下午它又是電梯控制模塊。只是因為每次刷入的代碼不同,F(xiàn)PGA 芯片就具備了完全不同的功能,這就是 FPGA 的神奇之處。

責任編輯:FD31
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